مکان‌یابی پهپادها با استفاده از ماهواره‌های زمین آهنگ با استخراج تابع ابهام متقابل مبتنی بر روش FDOA/TDOA

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،تهران، ایران

2 استاد، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

doi
چکیده

با توجه به ارتباط پایانه پهپادهای دوربرد متخاصم با ماهواره‌های زمین آهنگ جهت انجام مأموریت محوله، سناریوی مکان‌یابی براین اساس طرح‌ریزی‌شده است. در این مقاله هدف، مکان‌یابی غیرفعال این پهپادها با استفاده از روش Geolocation مبتنی بر استخراج تابع ابهام متقابل با در نظر گرفتن پارامترهای TDOA/FDOA است. براین مبنا با سناریوی مبتنی بر دو ماهواره GEO (موسوم به ماهواره‌های اولیه و ثانویه) و تعبیه سه گیرنده زمینی در مکان‌های تعیین‌شده و مدل‌سازی سیگنال‌های دریافتی با استفاده از خواص تا خیرات زمانی و شیفت داپلر، مکان‌یابی صورت پذیرفته است. بدین منظور با وارد نمودن پارامترهای زمانی و فرکانسی در سیگنال‌های مدل‌سازی شده، اقدام به حل تابع ابهام متقابل سیگنال‌های باز ارسالی ماهواره‌ها که توسط گیرنده‌های زمینی دریافت شده‌اند، گردیده است. هدف این مقاله، یافتن روش‌های مناسب برای مکان‌یابی غیرفعال اهداف متحرک هوایی است. بدین منظور، با استفاده از روش تابع ابهام متقابل، محاسبه موقعیت هدف مبتنی بر TDOA و FDOA معرفی و بررسی می‌شود. این روش‌ها متناسب با اطلاعاتی است که از اندازه‌گیری‌های انجام‌شده بر روی سیگنال‌های دریافتی به‌دست‌آمده است و همچنین معیارهای مناسب برای مقایسه این روش‌ها ارائه می‌گردد. درروش پیشنهادی مدل‌سازی بر اساس دو گیرنده زمینی و یک گیرنده مرجع صورت گرفته است که در مقایسه با روش‌های مکان‌یابی ارائه‌شده برای هدف زمینی با تعداد بیش از سه گیرنده و دو ماهواره به‌صورت هم‌زمان، از پیچیدگی کمتری برخوردار است و در SNRهای مختلف بهبود عملکرد خود را حفظ کرده است. با انجام شبیه‌سازی، مقدار پیک تابع ابهام که نشان‌دهنده محل تلاقی معادلات TDOA، FDOAو معرف مکان هدف است محاسبه گردید. نتایج شبیه‌سازی‌های انجام‌شده نشان‌دهنده بهبود دقت مکان‌یابی و رسیدن به باند کرامر- رائو است. روش پیشنهادی پیچیدگی محاسباتی را در مقایسه با روش‌های موجود تا 30% کاهش داده و در SNRنزدیک به 6 دسی‌بل، دقت مکان‌یابی را به ترتیب تا 1.5 برابر بهبود می‌بخشد.